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Progreso tecnológico

Mejorando el clima de los invernaderos

A. Antón,J. L. Montero04/04/2002

Los invernaderos del área Mediterránea todavía se caracterizan, de una manera general,  por su escaso nivel de tecnificación. Actualmente la investigación y desarrollo en invernaderos se centra en la mejora de las estructuras por la incorporación de tecnología lo más simple posible.

A pesar de que en los últimos años se ha incrementado el nivel tecnológico, los invernaderos del área mediterránea todavía se caracterizan, de una manera general,  por su escaso nivel de tecnificación. Actualmente la investigación y desarrollo en invernaderos se centra en la mejora de las estructuras por la incorporación de tecnología lo más simple posible. Dentro de estas mejoras cabría destacar:  la optimización de la radiación solar, de la ventilación y de las técnicas de refrigeración por humidificación.
Optimización de la radiación solar
Tradicionalmente ha existido la creencia de que en el área Mediterránea la  luz no era un factor limitante, sin embargo numerosos estudios han demostrado la importancia, que incluso en nuestras latitudes, tiene el aumento de la luz sobre la producción (Castilla et als, 2001; González-Real et als, 2001) no tan sólo en invierno sino también en verano (Montero et als. 2001b; 2002b).
Para aumentar la luz en los invernaderos se puede actuar sobre la forma de la cubierta. En latitudes cercanas a 40º la transmisión de un invernadero plano en invierno es de 50-55 %, mientras que Castilla et als. (2001) han cifrado entre 75 y 79 %  la transmisión de un invernadero de pendiente asimétrica 45º/27º (siendo 45º la pendiente del techo orientado a Sur y 27º el techo orientado a Norte). Este aumento de la luz ha repercutido en un aumento de la producción. En muchos casos la construcción de un invernadero asimétrico no es posible o encarece mucho el producto, en este caso se recomienda mantener una pendiente simétrica de 30º.
Otro factor que repercute en la transmisión es, naturalmente, el material de cubierta y sus propiedades ópticas. Últimamente se están introduciendo materiales como el ETFE, un copolímero de tetrafluoroetileno, con un alto grado de transmisividad. La radiación solar medida en un invernadero de estructura galvanizada y techo semicircular con dicha cubierta está entre 81-83 % respecto al exterior (Montero et als. 2001b, 2002b).
En relación con el material de cubierta tenemos la importancia de su limpieza; el tiempo afecta las propiedades  ópticas de los materiales. En un año de uso el material ha perdido un 5% de transmisividad.
Mejorando la ventilación
La ventilación  es el proceso de intercambio de aire entre el interior y el exterior del invernadero. Este proceso es uno de los más importantes para regular el clima del invernadero por su influencia sobre la temperatura, la humedad y el contenido de anhídrido carbónico. El origen de la ventilación se halla en las diferencias de presión que se crean en las ventanas, bien sea a causa de la fuerza que ejerce el viento o debido a las diferencias de temperatura entre el aire exterior y el interior. Esta segunda causa tan sólo tiene importancia con velocidades de viento inferiores a 2 ms-1.
Pese a que la ventilación es un tema complejo, en los últimos años se han realizado trabajos muy interesantes para conocer sus mecanismos, Bot (1983), Miguel et als. (1998), Muñoz et als. (1999), Bailey (2000), Montero et als. (2001a) and Pérez-Parra et al. (2001) entre otros. De estos trabajos se deduce la influencia que sobre la ventilación tendrá la geometría del invernadero, (pendiente de la cubierta, anchura de la nave) y el tamaño, posición y forma de las ventanas.
La orientación del invernadero respecto a los vientos dominantes ha mostrado que las ventanas abiertas a barlovento ventilan más, pero presentan el inconveniente de crear chorros de aire sobre el cultivo. Cuando el aire sopla en dirección de sotavento el resultado es una ventilación menor pero más uniforme.
Por otro lado cabe destacar la importancia que tiene el diseño de la ventana de la primera nave, la existencia de una ventana lateral y cenital en esta nave, especialmente si se halla orientado a sotavento, mejorará sustancialmente la temperatura del invernadero.
En invernaderos parral Pérez-Parra et al. (2001) ha demostrado la importancia de la existencia del alerón en las ventanas.
El problema de la ventilación se ve agravado por la necesidad de incorporar mallas anti-insectos en las ventanas debido a que éstas reducen la ventilación drásticamente, en estos casos deberá aumentarse la superficie de ventilación, y en casos extremos deberá pensarse en sistemas de ventilación forzada.
Refrigerando por humidificación
Las técnicas de refrigeración por humidificación se basan en el consumo energético que realiza el agua para pasar de estado líquido a vapor. Los equipos que se utilizan en invernadero son las pantallas evaporativas ("fan and pad") y las boquillas de humidificación ("fog system") bien sean de alta o baja presión. Arbel (1999) realizó una comparación de estos sistemas destacando que las boquillas  de humidificación resultan más eficientes desde el punto de vista de la uniformidad de la temperatura y la humedad.
Montero y Antón (2002a) han demostrado que boquillas de baja presión, económicamente más asequibles, resultan adecuadas para muchos cultivos, siempre que exista un buen control de su funcionamiento, recomendado el déficit de presión de vapor (DPV) como variable más conveniente para ejercer dicho control.
Asimismo algunos trabajos reseñan la importancia de crear un ambiente más húmedo en el invernadero cuando se riegan con aguas de baja calidad.
La utilización de estos sistemas significa, sin embargo, un consumo de agua. Para evitar al máximo dicho consumo, esta técnica deberá ir acompañado de una buena gestión de la ventilación.
Conclusión
Como conclusión es importante recordar que, para la horticultura presente y futura las soluciones óptimas, para mejorar el clima y por tanto producir más y de una calidad superior, serán aquellas técnicas que resulten al mismo tiempo el máximo de respetuosas con el medio ambiente.

 

Bibliografía
Arbel, A., Yekutieli, O. and Barak, M. 1999. Performance of a fog system for cooling greenhouses. Journal of Agricultural Engineering Research. 72 2: 129-136
Bailey, B. J. 2000. Constraints limitations and achevements  in grennhouse natural ventilation.  In: Teitel, M. and Bailey, B. J. (Eds.), International conference and British-Israeli, Israel. Acta Horticulturae 534: 21-30
Bot, G. P. A. 1983. Greenhouse climate: from physical processes to a dynamic model. Wageningen. 240
Castilla, N., Hernández, J., Quesada, F. M., Morales, M. I., Guillén, A., Soriano, M. T., Escobar, I., A, A. and Montero, J. I. 2001. Comparison of asymmetrical greenhouse types in the mediterranean area of Spain.  In: Fernández, J. A., Martínez, P. F. and Castilla, N. (Eds.), Protected Cultivation in Mild Winter Climates: Current Trends for Sustainable Technologies, Cartagena (Almería). Acta Horticulturae  559 : 183-186
González-Real, M. M., López, J. C., Cabrera, J., Baille, A. and Pérez-Parra, J. 2001. Modelización de la Transmisión solar de invernaderos "parral".  In: Val, L., Juste, F., Gracia, C. and Moltó, E. (Eds.), Agro Ingenieria 2001. 1r Congreso Nacional de Ingenieria para Agricultura y el medio rural., Valencia.  II : 41-46
Miguel, A. F., Braak, N. J. v. d., Silva, A. M., Bot, G. P. A. and Van de Braak, N. J. 1998. Physical modelling of natural ventilation through screens and windows in greenhouses. Journal of Agricultural Engineering Research. 70 2: 165-176
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Montero, J. I., Antón, A., J, H. and Castilla, N. 2001b. Direct and diffuse light transmission of insect-proof screens and plastic films for cladding greenhouses.  In: Fernández, J. A., Martínez, P. F. and Castilla, N. (Eds.), Protected Cultivation in Mild Winter Climates: Current Trends for Sustainable Technologies, Cartagena (Almería). Acta Horticulturae  559 : 203-209
Montero, J. I. and Antón, A. 2002a. Comparative performance of a high and a low pressure fog system driven by a vapor pressure deficit control.  In: (Eds.), International ISHS Symposium on Product and process innovation for protected cultivation in mild winter climate, Ragusa, Italy. Acta Horticulturae  en prensa
Montero, J. I. and Antón, A. 2002b. Tomato response to high light transmission film used as a covering material for greenhouses.  In: (Eds.), International ISHS Symposium on Product and process innovation for protected cultivation in mild winter climate, Ragusa, Italy. Acta Horticulturae  en prensa
Muñoz, P., Montero, J. I., Antón, A. and Giuffrida, F. 1999. Effect of Insect-proof Screens and Roof Openings on Greenhouse Ventilation. Journal of Agricultural Engineering Research. 73: 171-178
Pérez Parra, J., Baeza, E. and Montero, J. I. 2001. Ventilación natural en invernaderos tipo "parral" del sureste español.  In: Val, L., Juste, F., Gracia, C. and Moltó, E. (Eds.), Agro Ingenieria 2001. 1r Congreso Nacional de Ingenieria para Agricultura y el medio rural., Valencia.  II : 89-95

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